SE465085B - Smoerjfettskomposition innefattande en oljekomponent och ett foertjockningsmedel - Google Patents

Description

465 085 peraturen. I subarktiska områden, där omgivningstemperaturerna kan variera från så låga temperaturer som -40°C under vintern till så höga temperaturer som +35°C under sommaren, ställes följaktligen motstridande krav på fettegenskaperna. Under vin- tern föredrages en låg basoljeviskositet och en mjuk konsistens för uppnående av god fördelning av fettet, under det att en relativt hög viskositet och en fast konsistens föredrages under sommaren för åstadkommande av tillräcklig smörjning och tät- ning mot inträngning av smuts och slipande material.

I den amerikanska patentskriften 3 813 338 beskrives ett smörjmedel för användning i textilmaskiner, vilket smörj- medel innefattar en olja på naftenbas, 0,3-6 vikt-% polyolefin såsom vidhäftningsagens och 0,1-1,5 vikt-% lítiumtvál.

I de amerikanska patentskrifterna 4 075 112 och 4 075 113 beskrives smörjfettskompositioner innefattande 2-15 vikt-% aluminiumtvàl, 25-97 vikt-% av en hydrerad eller icke-hydrerad polymer av ett monoolefinískt kolväte innehållande 4 kolatomer och med en medelmolekylvíkt av mellan 300 och 2 500, och 0-60 vikt-% av en smörjolja, som företrädesvis är en mineralolja, I den japanska patentpublikationen JP-9 109 595 beskri- ves en litiumtvål, som kan innehålla en raffinerad råolja härrörande från olja på naftenbas, olja på paraffinbas eller olja på blandbas. Syntetiska smörjoljor anges också vara an- vändbara. Dessa syntetiska oljor innefattar polymerer och sampolymerer av alfa-olefiner.

I den japanska patentpublikationen JP-9. 142 291-3 beskrives lítiumhaltiga smörjmedel innefattande en alifatisk kolväteolja.

I den japanska patentpublikationen JP-8 122 996 beskri- ves en smörjfettskomposition innehållande en litiumförtjockare och en basolja huvudsakligen bestående av ett nafteniskt C19-C30-kolväte.

I den amerikanska patentskriften 3 112 270 beskrives ett smörjfett innefattande en mineralolja, en eten-polymer och en tvål såsom förtjockningsmedel.

I den amerikanska patentskriften 3 114 708 beskrives framställning av en torr smörjfettsblandning innefattande 20-75 vikt-% polyolefin. 3 465 oss-'Y I den amerikanska patentskriften 3 813 338 beskrives ett kraftigt kvarstannande förtjockat oljesmörjmedel för tex- tilmaskiner innefattande en olja pà naftenbas, en pblyolefin och en litiumförtjockare. 3 I den amerikanska patentskriften 3 539 512 beskrives en kombination av en basolja och en polyolefin såsom förtjock- ningsmedel för framställning av ett smörjfett med låg blöd- ningstendens.

I den amerikanska patentskriften 3 S41 011 beskrives et gelsmörjmedel innefattande en mineralolja och polyeten såsom förtjockningsmedel.

I den amerikanska patentskriften 4 406 800 beskrivas ett Smörjfett, som är användbart inom ett brett temperatur- intervall och som innefattar en poly-alfa-olefin såsom bas- fluidum och ett förtjockningsmedel.

Det skulle vara fördelaktigt med ett smörjfett med acceptabla fördelningsegenskaper och smörjningsegenskaper inom ett brett temperaturintervall. Det skulle också vara önskvärt med ett smörjfett, som har en hög oljeviskositet och en rela- tivt fast konsistens i varmt väder och har en relativt mjuk konsistens och en relativt låg skenbar viskositet för pumpning i kallt väder. Det skulle också vara önskvärt med ett smörj- fett, som är relativt billigt att framställa, är skjuvnings- beständigt, är kvarstannande och har goda högtrycksegenskaper och nötningsegenskaper.

Föreliggande uppfinning avser en smörjfettskomposition, som kännetecknas av att den innefattar (A) en oljekomponent med ett viskositetsindex över 100 och en lägsta flyttempe- ratur under -20°C och innehållande (i) 30-90 vikt-% av ett syntetiskt fluidum med en viskositet av minst 50 cSt vid 40°C valt bland poly-a-olefiner innehållande oligomerer av linjära C8-C12-a-olefiner, diestrar, polyolestrar, iso- paraffiner med högt viskositetsindex och blandningar därav, och (ii) 70-10 vikt-% av en mineralolja med en lägsta flyttemperatur under -20°C; och (B) ett förtjocknings- medel.

Oljekomponenten i smörjfettskompositionen innehåller 465 085 företrädesvis mellan 40 och 80 vikt-% syntetiskt fluidum och 60-20 vikt-% mineralolja. Det fluidets viskositet vid 40°C är företrädesvis minst 100 cSt. Det syntetiska syntetiska fluidet är företrädesvis en poly-alfa-olefin.

Förtjockningsmedlet utgör företrädesvis ca 5-30% av smörjfettskompositionens vikt, och det är företrädesvis en aluminium- och/eller bariumtvål av en litium-, kalcium-, fettsyra, såsom stearinsyra eller 12-hydroxistearinsyra, eller komplexa kalcium-, litium-, barium- och/eller alumi- nium-tvålar eller -salter av monobasiska eller dibasiska fettsyror med lägre molekylvikt, bensoesyra, såsom azelainsyra eller Särskilt föredrages enkla eller komplexa litium-, barium-, kalcium- eller en modifierad lerförtjockare. eller aluminiumtvålar eller blandningar därav, av vilka Det litiumhaltiga förtjockningsmedlet innefattar företrädesvis en komplex litiumtvâl eller ett komplext litiumsalt. Särskilt före- drages litiumtvålar eller litiumsalter bildade in situ litiumtvålar är särskilt .föredragna. genom förtvålning av 12-hydroxistearinsyra och/eller aze- lainsyra.

Smörjfettet särskilt användbart om omgivningstemperaturen varierar med minst 50°C.

Föreliggande uppfinning avser sålunda en smörjfetts- enligt föreliggande uppfinning är komposition, som är särskilt användbar om omgivningstempe- raturen varierar inom ett relativt brett intervall.

Mineraloljans viskositet är företrädesvis lägre än det syntetiska fluidets viskositet inom det temperaturintervall där smörjfettet skall användas.

För kombination av högsta möjliga oljeviskositet vid tillfredsställande sommartemperaturer för åstadkommande av smörjning med lägsta möjliga oljeviskositet vid vintertempera- _ turer för säkerställande av tillfredsställande fördelning bör den basolja eller den kombination av basoljor som användes i smörjfettet ha ett relativt högt viskosítetsindex och en rela- tivt låg lägsta flyttemperatur. Såsom framgår av värdena i tabellerna I och II erhålles de bästa kombinationerna av högt *x 5 465 oss ~." viskositetsindex och låg flytpunkt med blandningar av nafte-ß niska eller syntetiska oljor med låg viskositet och låg flyt- punkt och syntetiska fluider med relativt hög viskositet och högt viskositetsindex.

Ett lämpligt smörjfett bör innehålla en oljekomponent med ett viskositetsindex över ca 100, företrädesvis över ca 125. Dessutom bör oljans lägsta flyttemperatur vara under ca -20°C, företrädesvis under ca -30°C och allra helst under ca -4o°c.

De i. smörjfettet enligt uppfinningen ingående kompo- nenterna beskrives nedan mera i detalj.

(A) Syntetiskt fluidum Det syntetiska fluidet bör ha relativt högt viskosi- tetsindex. Det syntetiska fluidet kan innefatta poly-alfa- -olefiner, díestrar, polyolestrar, komplexa estrar, isoparaffi- ner med högt viskositetsindex framställda genom hydrokrackning elle? hydroisomerisiring av vaxer, och blandningar däravd Av dessa fluida föredrages särskilt poly-alfa-olefiner, eftersom många sådana är kommersiellt tillgängliga. De föredragna hydre- rade poly-alfa-olefinerna har viskositeter inom intervallet 8-150 cSt vid 100°C, viskositetsindex av minst 125, och lägsta flyttemperaturer under ca -20°C, företrädesvis under ca -30°C och allra helst under ca -40°C. Dylika poly-alfa-olefiner kan framställas av linjära alfa-olefiner innehållande ca 8-12 kol- atomer genom ett oligomeriseringsförfarande, vid vilket man erhåller dimerer, trimerer, tetramerer, pentamerer, etc av des- sa olefiner. Poly-alfa-olefinernas viskositet ökar vanligen med oligomerens molekylvikt, under det att antalet kolatomer i monoolefinen, linearíteten och positionen av omättnaden bestäm- mer viskositetsindexet och flytpunkten för poly-alfa-olefin- oligomeren. Ju flera kolatomer monoolefinen innehåller, desto högre är oligomerens viskositetsindex och lägsta flyttempera- tuf. Icke-linjära monoolefiner är mindre lämpliga, eftersom de tenderar att ge oligomerer med lägre viskositetsindex. 'nre olefinmonomerer ger också mera förgrenade polyolefinstrukturer, som uppvisar lägre viskositetsindex och vanligen lägre flyt- punkter. En tillfredsställande kombination av lägsta flyt- temperatur och viskositetsindex har erhållits genom polymeri- seríng av linjära C10-alfa-olefinmonomerer och efterföljande 465 085 hydrering av den resulterande polymeren.

(B) Mineralolja Den enligt föreliggande uppfinning använda mineraloljan härrör från råolja och har företrädesvis en lägsta flyttempe- ratur under -ZOOC, ännu hellre under -30°C och allra helst under -40°C. Mineraloljan kan innefatta vilken som helst kol- vätefraktion med önskad flytpunkt. Särskilt föredrages nafte- niska oljor, såsom transformatorolja och/eller spindelolja och blandningar därav. När man använder oljor med flytpunkter över -20°C, har det visat sig att smörjfettet icke har de erfor- derliga fördelníngsegenskaperna vid låg temperatur.

(C) Förtjockningsmedel Det enligt föreliggande uppfinning använda förtjock- ningsmedlet utgör företrädes mellan ca 5 och ca 30% av smörj- fettskompositionens vikt, allra helst mellan ca 5 och ca 20% av smörjfettskompositionens vikt. Förtjockningsmedlet innefattar företrädesvis en enkel kalcium-, litium-, aluminium- och/eller bariumtvål av en fettsyra, såsom stearinsyra eller 12-hydroxi- stearinsyra, eller komplexa kalcium-, litium-, barium- och/ eller aluminium-tvålar eller -salter av monobasiska eller dibasiska fettsyror med lägre molekylvikt, såsom azelainsyra eller bensoesyra, eller en modifierad lera. Särskilt föredrages enkla eller komplexa litium-, barium-, kalcium- eller alumi- niumtvålar och blandningar därav, framför allt litiumtvàlar.

Det litiumhaltiga förtjockningsmedlet innefattar företrädesvis en komplex litiumtvål eller ett komplext litiumsalt. Särskilt föredrages litiumtvàlar eller litiumsalter bildade in situ genom förtvålning av 12-hydroxistearinsyra och/eller azelain- syra.

En serie försök genomfördes för att visa användbarheten av föreliggande uppfinning vid framställning av ett smörjfett med önskad viskositet och önskad lägsta flyttemperatur. De nedan angivna smörjfetterna innehöll ett förtjockningssystem innefattande ca 8,5 vikt-% 12-hydroxistearinsyra, 3,0 vikt-% azelainsyra och 2,5 vikt-% litiumhydroxid-monohydrat.

Smörjfetterna innehöll även en additivkombination inne- fattande ett högtrycksagens, en nötningsinhibítor, en korro- sionsinhíbitor och en antioxidant. w l, 465 085 " De individuella additiven i additivkombinationen kan vara av konventionell typ. Såsom exempel pâ föredragna hög- trycksagens kan man nämna blynaftenat, blydialkylditiokarbamat, antimondialkylditiokarbamat, etc.

Såsom exempel pà föredragna nötningsinhibitorer kan man nämna zinkdialkylditiofosfater, zinkdialkylditiokarbamater,etc.

Såsom exempel på föredragna antioxidanter kan man nämna PANA, alkyl-substituerade aromatiska aminer, etc.

Såsom exempel på föredragna korrosionsinhibitorer kan man nämna olika sulfonater baserade på natrium, barium, etc.

Till denna additivkombination kan man sätta ytterligare additiv som erfordras för den specifika användningen, såsom medel som bringar packningar att svälla, vidhäftningsagens, färgämnen, etc.

I de nedan angivna exemplen och jämförande exemplen försökte man att upprätthålla halten förtjockningsmedel inom intervallet 12-14 vikt-%. Mindre variationer i halten för- tjockningsmedel förekom på grund av att olika oljor användes.

Högre halt förtjockningsmedel skulle avsevärt öka smörjfettets kostnad och skulle ogynnsamt kunna påverka pumpbarheten.

AI 465 085 Hwflflüufihßëm ÜUNHUUWQHÛM Hflu QUNQEWH hOfiH0 WÖS HÜQNMWCUÜW H Aflwnmà ømumcfluoufiæs u æm uwnmwflssum :muu umfiuumn n no flmxm>>m H 30 0muwu~mwmm>m n mn flßuwflfluflxwmfiwfiwëmmcwflmßa H KN mmncwuumc wa mfifio :www wflcmuæuuws u cmmz mmncfluumumm wa mfifio :www wwcmumuums n :Mum 8 S.. 21 3.2. må? :fluwfiošom xmfimucä 2:. .Em EE.. oEv QÜ Små 3.2 :Éwfiošom xmfiwucå »mo _. oE m I o» 3.2 _53 .S :E .å .åmz 2:: Émou m 1 E måâ 225 .E .xm .âïz m? zoxmqm NT mm ...Sá _25 .E så. .Émz o zu w « o? 2.2. N12; .E :å .ä .EE xuouw »nïå S2 _... | E 3.3 3.3 å. ...ö så :GE 2 ...uz 21 S NS; 2.2 .E :å så :GE m so: o 5:53 u E: o 2. lmmsmuuæflw o o mummmq xwUc«muwu@m0xw«> umu .umu~m0xm@> m>B mfiHO 085 f ~N| mm oß.ø_ w._°. o_vw o.mm em! oo- m«.__ m._oP o_~v o_mm -ß P~m.m m~oo- m_v m~mm vml Nm~ æc~m~ ß.mc- o.Nw o.mm mel mm- mm.m- o.wo_ o.mw m-I om- mm~v~ N~vo~ o.ow mpl wß.N~ m.mo~ o.mm m~| æop wm-P m._ø~ o.~m ø~mm Nm ow.o~ wß.æm o.oo~ U0.u:umuwmEmu. nuæfiu mummmn xwwcfl lmUwUwmO¥ww> »mo _uooQ_> »mo .uoø«> UUUwWOMWw> _ov mmm umu v Odm ooo- > mmß ZONwAh O BU ¥UOuW ußwfium >=m~ Om BUS m P02 h W Q w|ux«> .mcficuummcmñämm mfiflo Uoow @M> »mo oo_ >m vmu~moxw«> flfiwcflëoc cm Umë ummcwcwcmfinwfifio mo: uwmmxmcmmm HH Hfiwnmà 10 465 085 1 | | 1 HH 000 ~« man >~.m -_>> @~_>_ mm I | | | ww OQO m mom mm.m -_m> m~.@_ mm cow ß m_~ ~«.m ~w.om @m.m_ mm ooo m_ won w~_m ~o.~w _>.- nu Qom NN >_m o«_m -__m wm_~_ uu ooo ß~ .Nm ~«_m ~«.~w «__~_ mm I | | | <4 _|w ON .uooql u@> wfiom Q_\es >«u«wø< flfiflo Hwwwswm=fi=xuofi»~mm uwuMm0xm«> umncwxm Axowv cofiumuuwcwm æ|uxw> .mcwcuuwmcmëämm uuwumumëm uwmæumfiflo mxflfiø :www wflcmuæuuwc uwuumwnumäm mon uwmmxmcwmm HHH flflwnmå 'I 465 085 f' 11 Såsom framgår av tabell III uppvisade smörjfetterna EE och FF en god fördelningsförmåga vid låg temperatur, vilket framgår av den .låga skenbara viskositeten vid -40bC. Såsom framgår av tabell II innehöll dessa smörjfetter en olje- blandning med högt viskositetsindex och med en hög viskositet vid den övre arbetstemperaturen 35-45°C. Smörjfettet I före- drages på grund av att det är avsevärt billigare och nar en lägre halt förtjockningsmedel. Även om de i tabellerna I och II angivna smörjfetterna enligt föreliggande uppfinning har framställts för att uppfylla kvalitetsspecifikation nr 1% enligt "National Lubricating Grease Institute" (NLGI), skulle man också kunna framställa smörjfetter som satisfierar andra NLGI-penetrationsintervall genom att reglera halten förtjockningsmedel och de _relativa mängderna av mineralolja och syntetisk olja.

Claims (7)

465 085 12 P a t e n t k r a v

1. Smörjfettskomposition, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar (A) en oljekomponent med ett viskositetsindex över 100 och en lägsta flyttemperatur under -20°C och innehållande (i) 30- 90 vikt-% av ett syntetiskt fluidum med en viskositet av minst 50 cSt vid 40°C valt bland poly-a-olefiner innehål- lande oligomerer av linjära C8-C12-a-olefiner, diestrar, polyolestrar, isoparaffiner med högt viskositetsindex och blandningar därav, och (ii) 70-10 vikt-% av en mineralolja med en lägsta flyttemperatur under -20°C; och (B) ett förtjockningsmedel.

2. Komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d att det syntetiska fluidet innefattar en poly-a-olefin.

3. Komposition enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att mineraloljan har en lägsta flyttemperatur under -30°C.

4. Komposition enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k- n a d a v att förtjockningsmedlet innehåller en metall vald bland litium, kalcium, barium, aluminium och blandningar därav.

5: Komposition enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att förtjockningsmedlet innehåller en komplex litiumtvål.

6. Komposition enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k- n a d a v att det syntetiska fluidet utgör mellan 40 och 80% av oljekomponentens vikt.

7. Komposition enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k- n a d att halten förtjockningsmedel är mellan 5 och 30% av aV av kompositionens vikt.